¿Cómo realizar la conversión de digital a analógico?
La conversión de digital a analógico consiste en convertir cantidades digitales discretas en cantidades analógicas conectadas y cambiantes. El circuito o dispositivo que implementa esta función se denomina circuito de conversión de digital a analógico,
<. p>normalmente llamado convertidor D/A o DAC (Convertidor analógico digital).Sabemos que los números pueden estar ponderados o no ponderados. El llamado número ponderado significa que cada dígito tiene un coeficiente. Por ejemplo, 4 en el número decimal 45 se expresa como 4×10. >
Y 5 es 5 × 1, es decir, el coeficiente de 4 es 10 y el coeficiente de 5 es 1. En cierto sentido, la conversión de digital a analógico consiste en convertir números binarios en números decimales.
El circuito DAC más original consta de las siguientes partes: fuente de voltaje de referencia, amplificador operacional sumador, red de circuito de generación de peso, registro y circuito de generación de referencia de reloj.
La función del registro es La señal digital de entrada se almacena en su extremo de salida. Cuando se convierte, los cambios de voltaje de entrada no causarán inestabilidad en su salida.
El circuito de generación de referencia de reloj corresponde principalmente a la fuente de voltaje de referencia, lo que garantiza que las características de fase de la señal digital de entrada no se confundan durante el proceso de conversión.
La fluctuación de fase. La referencia del reloj producirá ruido de alta frecuencia.
La generación del coeficiente de peso de los datos binarios se basa en la resistencia. El formato del CD es de 16 bits, es decir, 16 bits. Por tanto, se utilizan 16 resistencias, correspondientes a cada uno de los 16 bits.
La fuente de voltaje de referencia pasa por la corriente de cada resistencia y la corriente de cada bit de los datos de entrada en secuencia para realizar una suma ponderada para obtener la señal analógica.
Este es un DAC multibit. La diferencia entre multibit y 1 bit es que multibit compara el potencial a través de una red interna de resistencias de precisión y finalmente se convierte en una señal analógica.
La ventaja radica en una alta capacidad de seguimiento dinámico y una alta rango dinámico, pero la precisión de la resistencia determina la precisión del convertidor multibit. Para lograr una precisión de conversión de 24 bits, el requisito de resistencia es tan alto como 0,000015.
Incluso para un ideal. Resistencia, la fluctuación de resistencia causada por el ruido térmico causará mayor que este valor, la red de resistencias en escalera R-2R se usa actualmente ampliamente en sistemas de múltiples bits y los requisitos de precisión para las resistencias se pueden reducir, pero aun así, la conversión La precisión lograda por la resistencia ideal no llegará a los 24 bits y los 23 bits ya son el sistema multibit definitivo. La ventaja es que el diseño es simple, pero está sujeto a la precisión de la resistencia y el costo también es alto.
El principio de un solo bit: confiar en operaciones matemáticas para generar la señal de código de pulso (PCM) del CD), insertar 7 puntos de muestreo es un sobremuestreo 18 veces.
Estos puntos de muestreo insertados se comparan con la señal original a través del circuito de integración el valor mayor se establece en 1 y el valor menor se establece en 0, y la señal PCM original se convierte en un flujo de datos de solo 1 y 0.
1. representa un flujo de datos más denso y 0 representa un flujo de datos disperso. Esta es la señal de modulación de densidad de pulso (PDM), la señal de modulación de densidad de pulso pasa a través de un filtro de paso bajo compuesto por una red de condensadores conmutados.
1 se convierte en una señal de alto voltaje, 0 se convierte en una señal de bajo voltaje y luego, a través de la integración en cascada, finalmente se convierte en una señal analógica.
La inserción de la señal de muestreo creará una gran cantidad de ruido de alta frecuencia, por lo que debe ser procesada por un circuito de modelado de ruido para cambiar el ruido a un dominio de frecuencia que sea inaudible para el oído humano.
La ventaja de 1 bit es que la precisión de la conversión no está limitada por la resistencia. La precisión de la conversión puede exceder los 24 bits y el costo es bajo. Sin embargo, es muy difícil diseñar circuitos para sobremuestreo y modelado de ruido.
Porque las resistencias tienen un impacto relativamente pequeño en la calidad del sonido en términos de precisión (litografía) y ruido térmico (materiales), mientras que los condensadores de 1 bit y los circuitos integrados tienen un impacto relativamente mayor en la calidad del sonido para CD. formato de datos,
Solo en términos de calidad de sonido, debe decirse que el multibit es mejor que el de 1 bit. El multibit convierte directamente la señal de CD de 16 bits, mientras que el de un solo bit debe hacerlo. pasar por un proceso de conversión de la señal PCM en una señal PDM. También necesita pasar por el proceso de carga y descarga del condensador conmutado.
Aunque, en teoría, la velocidad de la señal analógica final no lo será. ser comparable al de varios bits.
Sin embargo, en términos de experiencia auditiva real, los sonidos de un solo bit no son tan dinámicos como los de varios bits. El de un solo bit parece ser más lento, con medios más gruesos. rango y timbre más rico.
1bit fue fundada por Philips y está dividida en tres facciones.
Una facción es Bitstream representada por Philips,
Una facción está representada por Panasonic MASH, pero. el fundador de MASH es NTT Company.
La otra escuela es Delta-Sigma, que es muy popular hoy en día.
Bitsream utiliza la modelación de ruido de tercer o cuarto orden más tradicional. MASH (Multi Stage Noise Shaping) es un modelado de ruido de múltiples etapas.
Retiene el error entre el valor cuantificado inicial y la señal original. Durante la siguiente cuantificación, el último valor cuantificado y el error se eliminan. Resta la señal original y repite esto varias veces.
La señal binaria se puede convertir en una señal de modulación de ancho de pulso (PWM) (PWM y PDM son casi iguales) y el ruido causado por la cuantificación se puede eliminar. ser empujado a la banda de frecuencia muy alta, reduciendo así el ruido en el rango de frecuencia audible.
Pero sólo Panasonic parece estar utilizando esta tecnología de forma extensiva. MASH es poco común ahora, pero en teoría es excelente.
En 1987, Philips lanzó por primera vez un chip DAC de un solo bit utilizando tecnología de flujo de bits digital (Bitsream), que sentó una base sólida para la aparición de reproductores de CD de alto rendimiento y bajo precio.
El DAC-7, lanzado en septiembre de 1991, llevó la tecnología bitstream a su máximo potencial manteniendo un precio razonable. Hay muchas máquinas famosas que utilizan DAC-7 en la historia del audio.
Como los LHH-900R, 800R, 300R, 951 de Philips.
Marantz CD-72, CD-17, CD-23.
MCD-7007 de McIntosh.
El PD-T07, uno de los primeros buques insignia de Pioneer.
Los 602/603 de Meridian,
y casi todos los fabricantes europeos de fuentes de sonido digitales como Rotel, Altis, Deltec, Revox, Studer, etc. utilizan DAC-7 en sus sistemas estrella. .
Después de entrar en el siglo XXI, el TDA1547 sigue siendo tan nítido como siempre. Actualmente, el tocadiscos SACD más avanzado del mundo, el SA-1 de Marantz, todavía usa DAC-7, lo que hace que el mundo tenga que mirar. DAC-7 nuevamente.
Hasta la fecha, DAC-7 sigue siendo el chip DAC bitstream más avanzado de Philips.
En el manual del producto Philips, así se evalúa el DAC-7, un chip DAC de flujo de bits digital de dos canales con el máximo rendimiento,
Especializado para conversión digital a analógica de 1 bit. convertidor, usado El DAC-7 facilita la reproducción de audio digital de alta fidelidad.
El DAC-7 es ideal para su uso en reproductores de CD y DAT que requieren alta calidad, o en amplificadores digitales y sistemas de procesamiento de señales digitales. Esta evaluación es muy pertinente.
DAC-7 incluye TDA1547 y SAA7350, porque una gran cantidad de señales digitales de alta frecuencia producidas por circuitos de sobremuestreo y modelado de ruido causarán interferencia y modulación en el circuito analógico en TDA1547.
Por lo tanto, la formación de ruido de tercer orden y los circuitos de sobremuestreo 24x de TDA1547 están diseñados por separado en SAA7350. Este es también el factor más crítico en el éxito de TDA1547.
Ahora Philips ha mejorado integralmente el SAA7350 e integrado el filtro digital. El nuevo modelo se denomina TDA1307, que sigue siendo un chip especialmente adaptado al TDA1547.
Sin embargo, TDA1547 y TDA1307 se denominan colectivamente DF7.
TDA1547 utiliza un proceso semiconductor bipolar combinado de óxido metálico. En términos de circuitos lógicos digitales, utilizar la frecuencia de reloj óptima puede reducir la generación de ruido digital.
El uso de transistores bipolares en circuitos analógicos puede permitir que los amplificadores operacionales alcancen un mayor rendimiento.
En términos de fuente de alimentación, TDA1547 ha hecho todo lo posible. Primero, el circuito analógico y el circuito digital se alimentan por separado.
En el circuito digital, los circuitos lógicos de alto nivel. y circuitos lógicos de bajo nivel se alimentan por separado, y los canales izquierdo y derecho se alimentan de forma independiente.
En términos de la estructura interna general, TDA1547 adopta un diseño mono dual, que está completamente separado, y la salida también es una salida independiente de los canales izquierdo y derecho.
TDA1307 puede recibir señales en formatos de 16, 18 y 20 bits y emitir formatos de audio de 32 bits.
Interfaz de recepción incorporada, filtro de énfasis, filtro de respuesta de impulso finito (FIR) de sobremuestreo 8 veces, circuito de modelado de ruido opcional de tercer o cuarto orden.
La relación señal-ruido del chip estándar alcanza el máximo actual de 142 dB, y el rango dinámico llega a 137 dB.
El SA-1 de Marantz hace el uso más perfecto del DAC-7. Utiliza cuatro piezas de TDA1547 y TDA1307 para formar un circuito totalmente equilibrado.
La parte de amplificación analógica adopta HDMA, que se utiliza ampliamente en los modelos avanzados de Marantz.
Delta-sigma 1bit es muy popular hoy en día. Incluye dos partes del circuito. Una parte es el circuito Delta, que compara la señal cuantificada con la señal inicial para encontrar la diferencia y luego ingresan. el circuito Sigma,
Este circuito suma los errores de estas señales interpoladas y luego los suma a la señal precuantizada. Luego haz la cuantificación.
Generalmente se utiliza la tecnología de cuantificación de emparejamiento dinámico de elementos (DEM) desarrollada por Philips. Esta cuantificación incluye una fuente de corriente de extremadamente alta precisión y múltiples fuentes de corriente de espejo 1/2, porque los circuitos integrados son mejores para la corriente de espejo. circuito de fuentes,
De modo que se pueden reducir los requisitos de precisión de los componentes, mejorando el rendimiento de costes.
La señal cuantificada se convierte en una señal analógica a través de una red de condensadores conmutados.
Cabe señalar que no todas las conversiones Delta-sigma son de un solo bit. La ventaja de Delta-sigma es su alto costo y rendimiento, lo que lo hace muy popular en el mercado de fuentes de audio digital de gama media a baja.
Incluso aquellos fabricantes que insisten en utilizar multibit deben utilizar Delta-sigma en el rango de precio medio a bajo.
Crystal es probablemente quien insiste en usar Delta-sigma. Los cs4390 y 4396 de CRYSTAL también se utilizan ampliamente en la industria.
También hay productos de primera categoría como mbl1611hr.
También están el Meridian 506.20 de nivel A,
Meridian 508.24, Meridian 506.24
También está el Xindak DAC-1 doméstico.
CS4390 se lanzó en junio de 1998 y fue el primer chip DAC Delta-sigma de CRYSTAL.
Es un chip decodificador DAC estéreo completo. La señal primero ingresa al circuito de interpolación de 128 veces y luego sufre un cambio de digital a analógico Delta-sigma de sobremuestreo de 128 veces. Luego se emite la señal analógica y un voltaje de referencia modulado, y finalmente a un filtro de paso bajo analógico súper lineal.
La parte de conversión digital a analógica Delta-sigma aún no ha adoptado la tecnología DEM de Philips.
La relación señal-ruido del CS4390 es de 115 dB, el rango dinámico es de 106 dB, la distorsión armónica total más el ruido es de -98 dB, la precisión de conversión es de 24 bits y es menos sensible a la fluctuación de la base de tiempo. .
Más tarde, se agregó control de volumen sobre la base de CS4390 y se le cambió el nombre a CS4391.
Un año después, en julio de 1999, CRYSTAL lanzó el producto actualizado CS4390 - CS4396. La mayor diferencia entre CS4396 y CS4390 es el uso de tecnología DEM.
CS4396 también es un. Producto completo, chip DAC estéreo, la señal ingresa al bloque de programa DEM después de la interpolación y la transformación Delta-sigma, luego pasa a través de la red de capacitores conmutados y finalmente pasa a través del filtro de paso bajo analógico.
La salida. El escenario utiliza un circuito diferencial de alta calidad. El uso de DEM ha reducido la distorsión y el ruido de CS4396 a -100 dB, y el rango dinámico también se ha aumentado a 120 dB.
La precisión de conversión sigue siendo de 24 bits y la frecuencia máxima de muestreo se ha aumentado a 192 KHz, pero ya no proporciona parámetros de relación señal-ruido.
El CS4397 lanzado al mismo tiempo se basa en el CS4396 y admite filtros enchufables PCM externos (correspondiente a DVD-AUDIO) y DSD (correspondiente a SACD).
Más de medio año después, CRYSTAL lanzó un producto actualizado de CS4396: CS43122.
Una de las diferencias con CS4396 es el uso de tecnología DEM de segunda generación.
La otra es que el modulador Delta-sigma ya no usa 1 bit sino que usa modulación de tercer orden de 5 bits.
El circuito de interpolación también se ha mejorado para lograr un rendimiento de atenuación de banda de parada de 102 dB. Los parámetros de rendimiento de CS43122 y CS4396 son básicamente los mismos, solo que el rango dinámico alcanza los 122 dB, que también es el chip DAC con el rango dinámico más alto actualmente.
El 20 de septiembre de 2000, CRYSTAL lanzó CS4392, un chip DAC correspondiente a DVD-AUDIO y SACD, con un rango dinámico de 114dB y una distorsión armónica total más ruido de -100dB.
Sin embargo, es solo OEM y no está disponible para su circulación en este momento. El precio por pieza es de solo 2,8 dólares estadounidenses.
(Tenga en cuenta que CRYSTAL no menciona la relación señal-ruido de principio a fin, porque su relación señal-ruido es solo CS4390, que alcanza los 115 dB)
Japonés La empresa NPC también utiliza la tecnología de conversión Sigma-Delta. Todos estamos familiarizados con los filtros digitales de alto rendimiento de NPC, que son mundialmente famosos. El SM5842 más famoso es reconocido como el mejor.
De manera similar, SM5865 es un chip decodificador Sigma-Delta de primer nivel. Aunque no es muy conocido, SM5865 también será reconocido como de primer nivel en un futuro cercano.
SM5865 se lanzó en febrero de este año. En primer lugar, es un chip mono con un circuito verdaderamente equilibrado en su interior. La señal pasa primero por el circuito de interpolación y luego ingresa al multibit de tercer orden. Programa de conversión Sigma-Delta,
Luego pasa por 31 niveles de cuantificación DEM y finalmente se convierte en una señal analógica a través de la red de condensadores conmutados.
El nivel de cuantificación DEM del SM5865. es extremadamente alto y muy exitoso, lo que permite ignorar por completo el ruido en el dominio de la frecuencia, por lo que se puede omitir la última etapa del filtrado analógico de paso bajo, obteniendo así el grado de distorsión y la cantidad de ruido ideales.
SM5865 es actualmente el chip DAC con la distorsión más baja y el ruido más pequeño del mundo. La distorsión armónica total más el ruido es de solo 0,0003%, que es - 110,5 dB.
Al mismo tiempo, aún logra una relación señal-ruido de 120 dB y un rango dinámico de 117 dB. El formato de datos aceptado está entre 20 y 24 bits, y la frecuencia máxima de muestreo también es de 192 KHz. ascendiendo así con éxito al trono del rey de DAC en la actualidad.
Los DAC multibit se dividen en dos empresas principales, una es UltraAnalog Company y la otra es Burr-Brown Company.
Es posible que la mayoría de las personas no estén familiarizadas con UltraAnalog porque fue adquirido por Wadia en diciembre de 1998 y no ha habido noticias al respecto desde entonces. Pero su estatus en la historia del DAC está lejos de ser comparable al de Burr-Brown.
Utilizando el chip UltraAnalogDAC, el DAC DA-10 insignia de Conterpoint,
Parasound, el decodificador insignia D/Ac-2000,
Los primeros decodificadores emblemáticos NO.30 y N0.30.5 de Mark Levinson.
También están los decodificadores originales de Stax, un famoso fabricante japonés de auriculares electrostáticos, DAC-x1.
El decodificador avanzado kcd-55 de KinergetICs
Y los decodificadores emblemáticos de Manleylab, Sonic Forntiers, Camelot, Entech, Aragon y Audio Synthesis utilizan chips UltraAnalog.
Básicamente, los decodificadores que utilizan chips UltraAnalog serán productos de grado A. Y casi todos los principales decodificadores estadounidenses antes de 1998 utilizaban chips UltraAnalog.
Después de que Wadia la adquirió, no absorbió ni transformó los recursos técnicos de UltraAnalog. Al mismo tiempo, Wadia también creía que UltraAnalog era una carga y gradualmente UltraAnalog desapareció.
Hoy en día, todavía hay fanáticos de UltraAnalog como Manleylab, Sonic Forntiers, Camelot, Entech, Aragon y Audio. Synthesis que todavía insiste en usar UltraAnalog Puede que haya muchos chips en stock
Sonic Forntiers también tiene una relación de cooperación con UltraAnalog. También puede producir chips UltraAnalog.
UltraAnalog es el primer fabricante del mundo que estudia cuidadosamente la fluctuación de la base de tiempo. Al mismo tiempo, los productos de UltraAnalog tienen la fluctuación de la base de tiempo más baja del mundo.
UltraAnalog también propone. a Una interfaz de señal de audio digital que puede reducir significativamente la fluctuación de la base de tiempo.
En 1993, UltraAnalog también inventó un analizador de jitter de base de tiempo muy económico.
El chip de UltraAnalog es principalmente D20040. Sabemos muy poco al respecto. Solo sabemos que tiene una precisión de conversión de 20 bits y que está compuesto por dos DAC de 19 bits conectados en paralelo. No sé sobre los demás.
Creo que dentro de 10 años, ¿quién más sabrá sobre UltraAnalog? Definitivamente, tecnología y negocios no son lo mismo.
Burr-Brown tiene una gran participación en el mercado actual de chips DAC y una buena reputación. Burr-Brown se fundó en 1993. Al igual que UltraAnalog, es un dispositivo multibit incondicional.
Al comienzo del establecimiento de la fábrica, lanzó PCM58 y PCM63, que también recibieron excelentes críticas. pero todavía no podía competir con UltraAnalog.
El PCM1702 lanzado en 1995 finalmente puede competir con UltraAnalog Incluso hoy en día, hay muchos reproductores de CD de alta gama que utilizan PCM1702.
El reproductor de CD Sondek lanzado por Linn en 2000 utiliza PCM1702. y se vende. El precio llega a los 20.000 dólares estadounidenses y Fever Book lo califica como de grado A. Después de cuatro años de silencio,
En febrero de 1999, se lanzó el último producto DAC multibit, PCM1704. En ese momento, Wadia había adquirido UltraAnalog y estaba disminuyendo gradualmente. Burr-Brown también fue adquirida por TI (Texas Instruments).
Basándose en la gran fortaleza de TI, Burr-Brown se ha desarrollado bien y se ha convertido en el líder del mercado de chips DAC en la actualidad.
PCM1702 se lanzó en junio de 1995. En ese momento, 1bit tenía una sólida reputación en el mercado. Burr-Brown planteó un desafío a 1bit.
Burr-Brown señaló que. La práctica de insertar 1 bit en el punto de muestreo conduciría a la generación de muchos ruidos de alta frecuencia, aunque las frecuencias de estos ruidos son relativamente altas, aún pueden causar modulación en el dominio de la frecuencia audible.
Y estos hombres Los ruidos generados también requieren filtros de ruido para eliminarlos. Al agregar una gran atenuación a la relación señal-ruido, la respuesta a niveles bajos no es lo suficientemente buena. Burr-Brown cree que la relación señal-ruido es casi la misma. característica más importante.
La única desventaja del multibit es la distorsión de cruce por cero. PCM1702 utiliza una estructura de magnitud de señal para resolver perfectamente este problema.
Hay un par de conexiones paralelas complementarias dentro de 1702. La ventaja de la conexión paralela de DAC es que mejora la relación señal-ruido y la precisión de conversión. Dos DAC de 19 bits están conectados en paralelo dentro del 1702, y la precisión de conversión es de 20 bits.
Estos dos DAC utilizan un voltaje de referencia y una red de resistencia de escalera R-2R. La fuente de corriente de bit de la red de resistencia de escalera es suministrada por una etapa de corriente doble equilibrada para garantizar que la fuente de corriente de bit tenga un seguimiento perfecto. propiedades.
Cada DAC utiliza resistencias de cromo molibdeno recortadas con láser para garantizar una alta precisión. Los dos DAC están recortados con precisión para garantizar una fase consistente. Al final, la conversión de medio ciclo positivo y negativo de los dos DAC resolvió perfectamente la distorsión de cruce por cero.
La tradicional conversión digital a analógica de resistencia en forma de R-2R logra una alta relación señal-ruido y una baja distorsión, así como un rendimiento de bajo nivel casi ideal y una capacidad de salida de alta corriente.
La relación señal-ruido del PCM1702 es de 120dB, un valor que nadie puede superar hasta ahora, y era aún más inimaginable en su momento. La distorsión armónica total más el ruido del 1702 era de -96 dB, lo que también era una muy buena característica en ese momento.
PCM1704 se lanzó en febrero de 1999. Es el producto definitivo de DAC multibit. Me temo que nunca habrá un DAC multibit que lo supere.
Burr. -Brown utiliza lo mejor en El proceso de fabricación de resistencias produce resistencias con una precisión ideal, lo que da como resultado el DAC multibit de mayor precisión del mundo, hasta 23 bits. Después de conectar los dos en paralelo, se logran 24 bits.
En cuanto a la estructura interna, básicamente no hay diferencia con el PCM1702.
La relación señal-ruido del 1704 sigue siendo de 120 dB, el rango dinámico es de 112 dB (nivel K) y la distorsión armónica total más ruido es de -101 dB (nivel K).
Desde 1704 hasta ahora, Burr-Brown nunca ha lanzado un DAC multibit de nivel superior al 1704, y Burr-Brown no ha podido batir el récord que creó.
En 2001, el 30 de abril, Burr-Brown lanzó una nueva generación de DAC de alto nivel: PCM1738, que utiliza una estructura jerárquica avanzada. Burr-Brown también sabe que el multibit tradicional ha llegado a su fin.
La estructura jerárquica avanzada utiliza primero un filtro de interpolación digital de 24 bits que funciona a ocho veces la frecuencia de muestreo para desviar la señal digital a una señal superior de 6 bits y una señal inferior de 18 bits.
La señal superior de 6 bits se somete a una decodificación binaria de desplazamiento complementario inverso y se convierte en una señal digital de 62 niveles. La señal inferior de 18 bits se somete a una modulación Delta-sigma de 15 niveles de tercer orden. p>
La frecuencia de modulación es 64 veces la frecuencia de muestreo, y finalmente se convierte en una señal digital de 4 niveles.
Luego las dos se suman a una señal digital de 66 niveles, más la Señal LSB de 1 nivel, para un total de señales digitales de 67 niveles.
La señal digital de 67 niveles luego pasa a través de un programa de promedio ponderado de datos (DWA) para reducir el ruido causado por componentes analógicos no coincidentes.
De hecho, DWA es la segunda generación de DEM. Después del procesamiento DWA, finalmente ingresa al convertidor digital a analógico en modo actual para convertir la señal de pulso binario en una señal de corriente de pulso.
Luego, el amplificador operacional fuera del chip realiza la conversión de corriente a voltaje. y finalmente obtiene una señal analógica. Cabe decir que este DAC no es ni de un solo bit ni de varios bits. Debería llamarse DAC de pulso de corriente.
La relación señal-ruido y el rango dinámico del PCM1738 son ambos de 117 dB, y la distorsión armónica total más el ruido es de -108 dB. Se debe decir que es mejor que el PCM1704, pero su precio es mucho más bajo. Que los 25 dólares estadounidenses del PCM1704 (nivel K), solo 5 dólares.
Analog Device también es muy bueno en la fabricación de chips DAC de primera calidad. Xiangjinthroat siempre ha utilizado solo chips de Analog Device.
En términos del diseño teórico de los chips DAC, Analog Device. En la posición suprema, Analog Device inventó la modulación Delta-sigma multibit ya en 1998.
Debido a la modulación Delta-sigma tradicional de un solo bit, el tamaño de cada paso desde límites discretos a continuos es demasiado grande, por lo que la estabilidad del reloj principal es extremadamente exigente. Por ejemplo, si desea lograr una relación señal-ruido de más de 100 dB en el dominio de la frecuencia audible, la fluctuación de la base de tiempo del reloj principal no puede ser mayor. que 10PS, pero esto es imposible, por lo que se debe abandonar la modulación Delta-sigma de un solo bit para lograr una alta relación señal-ruido.
La desventaja de la modulación Delta-sigma multibit es que es inconveniente utilizar el programa DWA y no se puede evitar el ruido causado por los componentes analógicos.
Si el programa DWA Se utiliza, se requiere que el formato de la señal de entrada sea inferior a 18 bits, pero ahora el mundo es de 24 bits. Obviamente inaceptable.
Analog Device encontró otra manera y utilizó tecnología de modelado de ruido segmentado para resolver este problema. Burr-Brown, por el contrario, divide la señal al principio.
La decodificación tradicional de un solo bit debe utilizar condensadores conmutados, y aproximadamente cada vez que la precisión de la conversión aumenta en un bit, la capacitancia aumentará cuatro veces.
Debes saber que cada condensador Además, una capacitancia grande requerirá una mayor tasa de conversión para el amplificador operacional que coopera con la red de capacitores conmutados.
Por lo tanto, la alta precisión de conversión del chip DAC que utiliza la red de capacitores conmutados causará un cierto grado de degradación de la calidad del sonido Si el diseño es deficiente, es posible que cuanto mayor sea la precisión de la conversión, peor será el sonido y será demasiado claro para escucharlo, lo que dará como resultado un sonido fino.
El dispositivo analógico utiliza un DAC de tipo de corriente. Los tiempos de subida y bajada de la salida de corriente de pulso del DAC de tipo de corriente son desiguales. El uso de un amplificador operacional de conversión de voltaje a corriente general provocará la linealidad de la conversión. para disminuir, y también afectará la fluctuación de la base de tiempo.
El dispositivo analógico utiliza un circuito de interruptor cero de doble rotación para resolver el problema. Esta tecnología se desarrolló conjuntamente con SONY y se utilizó por primera vez en la serie ES de gama alta de SONY.
Debido a que el tipo de pulso de corriente utiliza una fuente de corriente instantánea extremadamente pura, el pulso de corriente no tendrá ondulaciones y es casi equivalente a una onda cuadrada perfecta. La calidad del sonido será muy pura.
Desde 1999, Analog Device descubrió que el mercado del audio se estaba reduciendo, por lo que recurrió al desarrollo y la investigación de chips DSP de uso general tipo SHARC y no realizó más investigaciones sobre DAC.
Aunque de esta manera, el chip DAC AD1853 lanzado por Analog Device en 1998 sigue siendo el chip DAC más avanzado actualmente, no peor que PCM1738 o SM5865, aunque estos chips se lanzaron en 2001,
Pero. En términos de rendimiento y técnicamente, AD1853 tampoco está mal.
Y el AD1853 es el primer chip DAC del mundo con una frecuencia de muestreo de 192 KHz. También es el chip DAC menos sensible del mundo a la fluctuación de la base de tiempo.
Su relación señal-ruido. La relación es de 120 dB, el rango dinámico es de 117 dB y la distorsión armónica total más el ruido es de -107 dB. En comparación con el SM5865, hay que decir que están igualados.
También debes tener algunos conocimientos sobre los chips DAC de los formatos de audio emergentes actuales.
El formato DVD-AUDIO todavía utiliza codificación PCM, por lo que el chip decodificador DAC de DVD-AUDIO tiene el mismo principio que el chip decodificador de CD.
Solo requiere una mayor precisión de conversión. y frecuencia de muestreo e Introduzca el ancho del formato.
SACD es diferente al grabar, convierte la señal analógica de entrada mediante modulación Delta-sigma en una señal digital binaria con una frecuencia de muestreo de un solo bit de 2822,4 kHz,
y The. La señal digital en este momento ya es una señal modulada por densidad de pulso (PDM), por lo que no es necesario agregar puntos de muestreo ni circuitos de modelado de ruido al realizar la decodificación de un solo bit.
Solo necesita pasar por el Red de condensadores conmutados y filtro de paso bajo analógico, puede obtener la señal analógica.
Así que el circuito es muy simple y no hay ningún circuito aritmético digital ni circuito generador de referencia de reloj en la etapa de conversión de digital a analógico, por lo que no habrá ruido digital mezclado y la pureza de el sonido es extremadamente alto.
La máquina SACD de SONY no utiliza una red de condensadores conmutados, pero utiliza el nivel más alto de conversión de digital a analógico de tipo pulso de corriente.
Por cierto, la señal de CD también convierte primero la señal analógica de entrada a través de la modulación Delta-sigma en una señal binaria de 16 bits con una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz, y luego pasa a través de un filtro de diezmado digital.
Cualquier filtro digital creará un ruido que no se puede ignorar, así como ondulaciones y zumbidos en la banda de paso, reduciendo la pureza del sonido.
SACD no tiene filtro digital ni en el sistema de grabación ni en reproducción, mientras que el CD lo tiene no sólo durante la grabación sino también durante la reproducción. El sistema de un solo bit también necesita un dispositivo de filtro de punto de muestreo interpolado.
La pureza de la calidad del sonido no se puede comparar con SACD. SACD es el medio de grabación y sistema de reproducción con mayor pureza de sonido en la actualidad, y es el más cercano al sonido real.
Actualmente hay tres chips DAC utilizados en SACD en el mundo.
Uno es el DSD1700 utilizado en las máquinas SONY SACD, fabricado por Burr-Brown Company.
El segundo es el SM5866 de NPC,
El tercero es el CS4392 de CRYSTAL, pero no está disponible públicamente.
Dado que SACD tiene en cuenta el mejor rendimiento del sonido en esta etapa, generalmente utiliza un circuito de conversión digital a analógico de tipo pulso de corriente.
Este tipo de circuito generalmente se compone de. Componentes discretos, por lo tanto, DSD1700 y SM5866 son en realidad principalmente filtros de paso bajo analógicos. Estrictamente hablando, DSD1700 y SM5866 no son chips DAC, sino chips de filtro de paso bajo analógicos.
El diseño DSD solo se puede utilizar en sistemas SACD. Su interior consta principalmente de cuatro conjuntos de filtros de paso bajo analógicos, a saber, filtrado directo e inverso del extremo caliente y filtrado directo e inverso del extremo frío.
p >Cada conjunto de filtros contiene ocho filtros de respuesta de impulso infinito de tres terminales. La salida final de los cuatro juegos de filtros es un circuito diferencial dual.
El rango dinámico DSD es de 110 dB, la relación señal-ruido es de 110 dB, la distorsión armónica total es de -100 dB y la respuesta de alta frecuencia es de 100 KHz (-3 dB).
El SM5866 de NPC se lanzó el 22 de septiembre de 2000. Puede utilizarse en sistemas SACD y DVD-AUDIO. Su información interna no ha sido publicada.
Su relación señal-ruido es de 120 dB, la distorsión armónica total más ruido es de -109 dB y la respuesta de alta frecuencia es de 100 KHz (-1 dB). Obviamente es un nivel superior al DSD1700.